Dlaczego księżyc na horyzoncie wydaje się większy niż w zenicie? Zagadkę wyjaśnia iluzja, jaką podsuwa nam mózg

Czy księżyc na horyzoncie naprawdę jest większy, czy to tylko figiel naszego umysłu? Prawdziwe przyczyny iluzji księżyca poznaliśmy dopiero niedawno dzięki postępom w nauce i psychologii percepcji. Dlaczego rośnie i się kurczy, skoro wiemy przecież, że tak naprawdę nie zmienia swojego rozmiaru?

Czy księżyc naprawdę jest większy na horyzoncie?

Iluzja księżyca to znany fenomen, w którym nasz satelita zdaje się być większy, gdy wisi nisko nad horyzontem. Chociaż odległość między Ziemią a Księżycem w trakcie nocy praktycznie się nie zmienia, to wielu obserwatorów zauważa, że księżyc zmniejsza swoją wielkość, gdy góruje wysoko na niebie.

Zdjęcia wykonane w tych dwóch pozycjach pokazują jednak, że rzeczywisty rozmiar kątowy księżyca się nie zmienia. To potwierdza, że mamy do czynienia z czystą iluzją optyczną.

Najwcześniejsze próby wyjaśnienia tego zjawiska sięgają czasów Arystotelesa, który zakładał, że powiększenie wynika z efektów atmosferycznych: takich jak refrakcja czy powiększenie przez mgłę. Jednak współczesne badania i zdjęcia wykazały, że refrakcja raczej spłaszcza niż powiększa obraz księżyca, a iluzja jest generowana głównie przez nasz mózg, nie zjawiska fizyczne zachodzące w atmosferze.

Mózg kontra rzeczywistość

Podstawą rozumienia iluzji księżyca jest mechanizm percepcji wielkości. Nasz mózg nie odbiera rozmiaru obiektów jedynie na podstawie ich obrazu na siatkówce, ale także na podstawie kontekstu, w jakim dany obiekt się znajduje. Gdy księżyc jest blisko horyzontu, widzimy go na tle elementów krajobrazu – drzew, budynków czy gór.

Jak pisze prof. Bart Borhuis w swojej pracy naukowej poświęconej temu zagadnieniu, te obiekty działają jako punkty odniesienia. Księżyc wydaje się przez to większy niż wtedy, gdy obserwujemy go wysoko na pustym niebie.

Jednym z najbardziej znanych eksperymentów psychofizycznych potwierdzających ten efekt jest iluzja Ponzo. W tej iluzji dwie poziome linie o identycznej długości umieszczone na tle zbieżnych linii wyglądają na różnej długości – linia na górze wydaje się dłuższa, ponieważ kontekst sugeruje, że jest dalej. Podobnie mózg interpretuje księżyc na horyzoncie jako bardziej oddalony i – przez zastosowanie prawa Emmerta – widzi go jako większy.

Prawo Emmerta to prawo psychofizyczne, zgodnie z którym wielkość postrzeganego obrazu zależy nie tylko od rozmiaru obrazu na siatkówce, ale również od ocenianej odległości.

Domowe doświadczenie z iluzją księżyca – jak przekonać się o złudzeniu?

W warunkach domowych można przeprowadzić proste doświadczenie, które potwierdza tę iluzję. Eksperyment polega na patrzeniu na jasny obiekt (np. żarówkę), a następnie na ścianę w różnej odległości. Powidok będzie tej samej wielkości na siatkówce, ale zależnie od dystansu od ściany będzie wydawać się większy lub mniejszy.

Podobnie, patrząc na księżyc tuż po wschodzie lub zachodzie, można zrobić zdjęcie i porównać je z księżycem w zenicie – zdjęcia pokażą, że rozmiar jest taki sam, chociaż subiektywnie na horyzoncie oceniamy go jako większy.

Księżyc nie zmienia więc swojego rozmiaru – to tylko nasz umysł płata nam wizualnego figla. To dowód, że nie zawsze powinniśmy ufać naszym zmysłom: szczególnie, gdy próbujemy zbadać nimi rzeczy tak bardzo od nas odległe.

Źródło: University of Louisville, Live Science, University of Wisconsin-Whitewater

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.